Hvers vegna er SMT-montage forgjöfuhættin í nútímaleldri?

Inngangur: Af hverju SMT-montage er forgangsval í nútímaelektroník

Raunveruleiki rafrænnar framleiðslu hefur verið gegnum breytingar undanfarin áratug. Á miðju þessari byltingu stendur Yfirborðs viðfestingartækni (SMT) , ferli sem hefir haft af mikilvægu áhrifum á minni stærð rafrænna hluta og leitt til afköst sem voru einu sinni óhugsandi.

Lykilmotorkraftar fyrir viðtekningu á SMT

• Eftirspurn eftir samþjöppuðum tækjum: Nútímarafræni—snjallsíma, snjallfóset, hlustartól—krefjast þéttra rafrása til að veita há árangur í litlum formum.
• Virkni samlokunarlínu: Þörf fyrir hraðvirkari, trúlegra og skalabræðri framleiðslu hefur dregið framleiðendur í átt að sjálfvirkri PCB-montage.
• Bætt virkni: SMT gerir kleift að sameina fleiri aðgerðir á ferningssentimetra, endurbreytir hönnun PCB og víðkar getu tækja.
• Verðþrýstingur: Alþjóðleg keppni og neytendaförvön varðandi álíta teknólogíu hafa gert verðlækkun í framleiðslu PCB að mikilvægustu markmiði.

Hvað er flötsettstækni (SMT)?

Yfirborðs viðfestingartækni (SMT) er nútímametóð sem notuð er til að festa og leðura rafræn hluti beint á yfirborð vél og vélar . Í staðinn fyrir hefðbundnar aðferðir, sem byggðu á því að stinga pinnar rafrænna hluta í gegnum holur í PCB, gerir SMT kleift beina settningu, meiri sjálfvirkni og frábærra rafgreinarþéttleika , sem hefur verulega áhrif í bátaverk raftækjaframleiðsla .

Saga: Frá gegnhola- að yfirborðssetningu

Í 1970. og 1980. árum var rafrænn framleiðsla stjórnuð af Through-Hole Technology (THT) . Hlutir eins og viðtökur, vélhlutir og samanburðarvísar (ICs) höfðu træðaleiðir sem voru settar í gegnum holur borðaðar í PCB. Þessi aðferð, sem var þó örugg, olli nokkrum vandamálum:

• Handvinnan ákvarðað: Mikil mannvöld voru nauðsynleg fyrir innsetningu og vélbrotun.
• Takmarkað minniútgerð: Stórir leiðarar og holur takmörkuðu hversu þétt PCB hönnun gat orðið.
• Hægri framleiðsla: Flókin vörur kröfðust langrar tíma fyrir samsetningu og yfirferð.
• Takmarkað sjálfvirknun: Full sjálfvirknun var erfitt, sem aukið villulíkurnar og vinnukostnaðinn.

Þörf fyrir sjálfvirkni og árangur

Eftir sem eftirlaun voru stærri, skilvirkari og öflugri rafræn tækni vóx, leituðu framleiðendur að leiðum til að pakka fleiri rásir á minni töflur. Sjálfvirkni í PCB samsetningu barst mikilvægur þörf.

• Innsetningar urðu flöskuháls: Að setja leiðarlar í holur—sérstaklega þegar tæki minnkuðust—hamlaði framleiðslu í stórum magni.
• Þéttleiki hluta náði eðlislegrum takmörkunum: Leiðarlar og holur eyddu verðmættu pláss á töflum.
• Yfirsýn og viðgerð voru vandvirkar: Handvinnsluaðgerðir skaðgu útkomu og framleiðslumagn.

Uppkomur og yfirráð SMT

Með SMT , hlutar—sem kallaðir eru yfirborðsmonteruð rafeindavél (SMD) —eru settir beint á snerta á yfirborði PCB. Tölfræðileg setja-og-taka vélar nákvæmlega setja þessar innbúnaðareiningar á stað við miklar hraða, á eftir endursóttur leður að tryggja að þeim sé fest.

Lykilárangur framkomu SMT:

• Fjöllum á borað holrými: Hámarkar notanlega PCB-svæðið og styður samþjappaðri hönnun.
• Fljótt sjálfvirkur samsetningaraðferðir: Miklu hærri framleiðslumagn og minni mannavillur.
• SMT-hlutar sem eru sérsniðnir fyrir afköst: Lagðir upp fyrir háttíðni, lágorku og lágmarks síaorða.

SMT á móti hefðbundnum (í gegnborinum) samsetningarháttum

Þar sem rafmagnsvöruframleiðsla hefur orðið að öðlast, hafa tvær aðalgerðir PCB-montage skilgreint landslagið: Through-Hole Technology (THT) og Yfirborðs viðfestingartækni (SMT) . Að skilja nýansur, styrkleika og veikleika báðra aðferða er afkritiskt mikilvægt til að velja rétta nálgun – eða réttan blandaðan aðferð – fyrir tiltekna notkun.

Gegnumhola tækni (THT): Markpróf fyrir áþreifanleika

Gegnumhola tækni var grunnsteinn rafmagnsindustriunnar í mörgum áratugum. Hér eru rafmagnsþættir hlutar með tréðrum eru settir í forskrufaðar holur á PCB og síðan lódnuð við pallborð undirborðsins. Þessi tækni býður fram á ákveðna mikilvæg ávinninga:

Styrkleikar gegnumholumontage:

• Vélræn styrkleiki: Tréðrin sem festast í gegnum plötu gefa sterka uppbyggingarheildarstöðu – nauðsynleg fyrir þung eða háþrýstingahluta (t.d. afltengingar, vandamenn).
• Trúberget í hartum umhverfi: Sérstaklega virðingarfullt í bíla-, rúmferða- og iðnaðarrafmagnsforritum þar sem sveiflur, hitakeðjur eða vélmennishnokk eru áhyggjuefni.
• Auðvelt handvirk montag og frumsníðun: THT er vel hentug fyrir höfundauppbyggingar, smábítaframleiðslu og aðstæður sem krefjast gegnholssokkla eða stærri tengi.

Yfirborðsmonteringartækni (SMT): Forsýning minniútgerðar

Tækni fyrir yfirborðsfjöllun hefur fljótt orðið staðallinn í nútímavaraframleiðslu. Með því að festa hluti beint á PCB-flötinn, felur SMT í sér ekki þörf fyrir borðhol, og gerir mögulega rafnýjanleg bætingu:

Styrkleikar SMT-montunar:

• Hár hlutþéttleiki: Gerir krafa um mjög þjappaðar PCB-hönnun - lykilatriði fyrir snjallsíma, lífvænilega innlimanir og IoT-tæki.
• Frábær sjálfvirknun: Velja-og-setja vélar, háhraða endurlýsingarofnar og sjálfvirk myndkönnun (AOI) veita hraða, nákvæmni og háar framleiðsluhlutföll.
• Hraðari öruggleiki á samsetningarlínu: Með því að fjarlægja handvirka settun og margaeftirfarandi löðun dragast framleiðslutímarnir drast.
• Uppáhöfn vélrænnar afköst: Styttri, beinari leiðir minnka óvinsta virkni og getu, sem gerir SMT fullkomna fyrir háfrekvens rafræn búnaði .
• Stuðningur við minnjun: Smærri pakkastærðir styðja áframhaldandi minnkun rafrænna tækja.
• Lágri orkuþjöf: SMT viðnám og söfn hafa venjulega lægri aflsgildi og betri hitastjórnun vegna styttra tenginga og öruggvendra pakka.

Samanburðartöflur yfirsýn

Af hverju nota á PCB-samsetningu með blandari tækni

Ákveðið, samsett tækni PCB samsetning —sem tengir saman bæði SMT og THT—býður upp á bestu eiginleika beggja heima:

• Notkun SMT fyrir háþétt, hárar ferðir og þétta svæði.
• Notkun THT fyrir hluti sem krefjast vélfræðilegrar styrkleika eða getu til að halda út háa rafstraumi.

Lykilástæður SMT-samsetningar í framleiðslu raftækja

Upphaf Yfirborðs viðfestingartækni (SMT) hefur leitt til nýs tíma í raftækjaiðnaðinum. SMT-samsetning ber með sér fjölbreyttar kosti og hefir breytt næstum öllum stigum Framleiðsla PCB , frá hönnunaraðgerð og þéttleika hluta til kostnaðarhagstæðu og áreiðanleika. Við skulum skoða nánar þessa lykilkosti og skoða af hverju SMT-samsetning er nú staðall í nútíma raftækjagerð.

1. Hærri samsetningaraför og sjálfvirknun

Ein af mest breytingarhöfðu ávinningum SMT framleiðsla er möguleikinn á að nýta sjálfvirknun til ótrúlegs hraða og samræmis:

• Sjálfvirk setning hluta: Með nýjasta setja-og-taka vélar , þúsundir yfirborðsmonterathaushluta geta verið nákvæmlega settir á prentað tengiborð (PCB) innan mínútna.
• Optímiður málmsólgunarferli: Endursmeltu-málmsólgunarfélagið gerir kleift að málmsólga öll borð í einu, sem aukið framleiðsluhraða og útkomu enn frekar.
• Minnkun mannlegrra villna: Fullskipt sjálfvirknun minnkar hættu á málmsólgunarvillur, misröngum hlutum eða rangri stefnu.

2. Þjappa PCB hönnun og hærri þéttleiki hluta

SMT-íhlutir eru drastískt minni en gegnholu viðkomandi. Minni stærð þeirra gerir verkfræðingum kleift að hanna háþétt lörbrögð , sem gerir kleift flóknari virkni á lágmarki af plötuflatarmáli.

Ávinningur af hári hlutathéttu:

• Líkamsminnka rafmagns: Nútímans snjallsíma, föstudæmi og IoT-tæki eru möguleg einungis vegna þéttu SMT-smíða.
• Stuðningur við marglaga PCB: SMT gerir kleift að nota marglaga uppbyggingu án truflana, sem býður upp á flókinni leiðun fyrir flóknum hönnunum.
• Aukin hönnunarfrelsi: Smærri SMT-pakkar (eins og 0402 eða 0201 fyrir viðtökur/vasaviðtökur) gerast hönnurum kleift að setja fleiri eiginleika eða hærri hraða inn í takmörkuð pláss.

3. Lægri aflsvirkni og betri afköst

SMT-viðtökur og vasaviðtökur gefa yfirleitt lægra hitaeiningar vegna litlu stærðar sinnar og stilltra lengdar leiðar. Auk þess leyfa yfirborðsmonteruð útfærslur:

• Lægri sjálfvirkt vélrásarindúktans og -vásamati: Styttri tengingar minnka bakhliðarefni, sem gerir SMT að ákveðnum kosti fyrir háttíðni- og hárhraðar rásir.
• Betri hitaeiningarafköst: Framkvæmni hitastjórnun og sterkt hitaþol í nútíma SMT-pökkum minnka hættuna á ofhita.

4. Kostnaðarminnkun í framleiðslu prentplötu

Kostnaðsefna er einn helsti ákallshornið fyrir notkun á SMT, sem hefur áhrif bæði á smár- og stórfelagsframleiðslu:

• Færri borhole: Bein festing á yfirborði fyrirhnýrir dýra og tímafrek börunarferli.
• Lægri efnaútgjöld: Smávægri pakkar þýða minni magn af efni fyrir hvern hluta.
• Lægri launakostnaður: Sérfæðing streamlines PCB framleiðsluaðferð , sem minnkar verkefnisþörf um handvirka vinnu marktækt.
• Samfelld gæði: Færri villur og endurbroytingar leiða til hærra heildarframleiðsluhlutfalla.

Töfl: Áætlað kostnaðarboring (Venjuleg gildi)

bætt áreiðanleiki og batnar afköst

• Jafnvægi í leðurhlutum: Aðgerðakerfi við hitaferli búa til samfelldar, öruggar tengingar sem eru minni líklegar til að misskeyrast en handsaðir leðurhlutar.
• Betrar hámálshugtök: Stuttu yfirborðsleiðir SMT leiða til betri heildar á hámálsmerkjum og minni elektromagnétískri truflun.
• Samhæfni við blyfjara: SMT er auðveldar aðlögun á blyfúsleðing staðla, sem styðja umhverfis- og reglugerðarfullnægni.

6. Full samhæfni við blandaðar og gerfðar samsetningar

Þó að SMT hafi að miklu leyti tekist yfir gegnum-holur í neytendavöru rafmagnsvara, er einn minna umræddra styrkleika þess samvist við gegnum-holur rafhlöður í gerfðum eða blandtækni PCB-samsetningum . Framleiðendur geta hámarkað hverja hönnun með bestu báðara heimanna – til dæmis með því að sameina yfirborðsmonteruð örsmástýri við gegnum-hol tengi til betri aflvinnslu og lítfræðilegrar varanleika.

7. Ólíkleg skalastærð fyrir massaframleiðslu

Þegar PCB hönnun er tilbúin, SMT samsetningarlínur geta verið skalanlegar næstum óendanlega—og þjóna bæði massaframleiðslu fyrir neytendatækni og strangra gæðakröfum í læknafræðingur og loftfaravélagerð PCB framleiðslu.

Lykilmátstaður:

• Optimalt fyrir miklar framleiðslur.
• Hentugt fyrir flóknar, marglaga og samdráttarborð.
• Veitir sveigjanleika sem nauðsynlegur er á keppnishafa vélagerðamarkaði.

8. Bætt áreiðanleiki og samræmi með tímanum

Þar sem SMT-montun leysir ferlið af stórum hluta mannellegs inngrips, SMT-rásir bjóða lengri notkunarlevu, meiri samræmi og betri heildartraustanleika. Ásamt innbyggðum sjálfprófunareiginleikum og sjálfvirk ljósviðskoðun (AOI) , eru villaframlag verulega minnkuð.

SMT-fofn: Fljótur yfirlitsskrá

• Háþétt hugbúnaðarhönnun
• Ánályktanleg sjálfvirkni og skalanleiki
• Fleiri montun og styttri tími til markaðar
• Lægri heildarkostnaður við framleiðslu og vinnukostnað
• Uppáhalds hámálsgjaldhlutfall og stefnudráttur
• Smellri, léttari og betur samvirku hönnun á vörum
• Umhverfisvæn, styðja staðlinn um blyfrelsi

Könnun SMT-hliða og tækja

Yfirborðsmonteringartækni (SMT) hefur gert þróun mikils fjölbreytts af sérstökum rafrænum hlutum mögulega, sem henta vel fyrir sjálfvirkar, háþéttgar PCB-montageferli. Einkenni þeirra í formi líkamlegs gerðar og umbúða hafa beint leitt til líkamlegrar minnkunar rafrænna tækja og uppfyllingar flókinnra hönnunarkröfa í nútímastærum. Í þessum kafla munum við skoða nánar tegundir SMT-íhlutir , pakkningagerðir þeirra og hvernig þær skiljast frá hefðbundnum gegnholshlütum.

SMT-hlutir vs. gegnholshlutir

Aðalmunurinn á yfirborðsmonteruðum og gegnholshlutm er í tengingu við prentaðan rafrásarbretti (PCB):

• Þráðgengi hluti hafa træð sem sett eru í gegnholur og eru síðan kolnuð á öðrum hliðinni.
• SMT-íhlutir (eða yfirborðsfestar íhlutur, SMD) hafa metallágæti eða bein sem sett eru beint ofan á PCB-sóldrunarbretti og fest með endursóldrun.

Helstu Munir

Helstu SMT-pakkagerðir

1. Velefni hlutar: Motlar og kapasitörar

SMT-viðstandar og -vélir koma í staðlaðum, miniatýr pökkum sem eru hönnuðir til að auðvelda fljóta auðkenningu með sjálfvirkri framleiðslubúnaði:

2. Tengiliðir (ICs)

SMT hefur gert kleift að pakka og monta mjög flókna IC, eins og örsmástjóra, FPGAs og minni kippur.

Vinsæl SMT IC-pökkvar:

3. Einstæðir hálfleiðarar: Traustar og díódar

Einstæðir hálfleiðarar eru nú flestum tilfelli gefnir út í litlum plastpakkningum fyrir yfirborðsmontering, sem bætir bæði við sjálfvirkni og töflueffektivkomu.

Algengar pakkningar:

• SOT-23, SOT-223: Algengt notað fyrir tvípóla trausta, FET og spennustýringar.
• SOD, MELF: Fyrir díóður og sérhæfðar lykillhluta.

4. Aðrar tegundir SMT-hluta

• Spolarar: Fáanlegir sem litlir chipar eða vafnir í pakkum fyrir RF og rafmagnshluta.
• Tengitæki: Jafnvel sumir minni tenglar komi núna í hybrid eða full SMT útgáfum, sem eru hagsbunir fyrir sjálfvirkri setningu en veita samt vélmennilega styrk.
• Oscillatorar og kristallar: SMT útgáfur einfalda innleiðingu hraðstílgjafa.

Stefna og setning SMT-hluta

Hraða setja-og-taka vélar lesa hlutafæribanda, stilla hvern hlut nákvæmlega og setja hann á solderplötur með lím. Þessi nákvæmni tryggir hámarksgengi á prentaðum koplingapönn (PCB) og endurtekningarkerfi, og minnkar hættur tengdar handföngum.

Algengar umhverfisathuganir við setningu

• Stefna hluta: Tryggir að pinne 1 eða pólarmerki séu í samræmi við uppsetningu á PCB – nauðsynlegt fyrir ICE og pólaðar rásir.
• Hitaeðli: SMT-hliðar eru hannaðar fyrir há hitakringla og geta orðið við hitann í reykingarofnar .
• Kóðun hliða: Skýr merkingar og staðlaðir kóðar hjálpa sjálfvirkum sjónrannsóknarkerfum (AOI) að sannreyna rétta staðsetningu.

Tafla: Tilvísunartöflur yfir SMT-pakkningu

Innifalið í SMT-montunaraðgerðinni: Skref fyrir skref

Það SMT-montunaraðgerð er rafineruð, mjög sjálfvirk röð skrefa sem sameinar nákvæma vélbúnaði, efnafræði og tölvusýn til að varanlega framleiða með mikilli gæðum vél og vélar . Allur vinnuferillinn er hönnuður til að hámarka áreiðanleika, heildarhald efnisins og framleiðsluhektar, sem gerir hann að kjarna nútíma raftækjaframleiðsla . Hér að neðan munum við skipta hverju helstu ferli niður í hlutanna, kynnum okkur slíman vélar, ferlaafturgöng og kosti SMT.

1. Beiting löðrunarsmúrs

Byrjun SMT borðsins er með beitingu löðrunarsmúrs á hólfa PCB sporin.

Loddrýjandi er blanda úr litlum smárpartíkulum og fluxi. Hún berst bæði sem lím til að halda þáttum á staðnum við uppsetningu og sem raunveruleg löðrun fyrir varanlega tengingu við endurlöðrunarferlið.

Lykkjuskref:

• A rustfrjáls stálsmályrt —sérsniðið til að passa við sporlagsskipulag—er sett yfir PCB
• Sjálfvirk skjárprentunartól brjóta sniðgull í gegnum opin í sniðgulldúknum og hylja hverja stöðu með nákvæmri skammtun.
• Framfarin tæki staðfestir magn og staðsetningu á hverju sniðgullskammti með inspektion á sólðursmörðu (SPI) kerfum.

2. Staðsetning þátta (Pick-and-Place-tækni)

Næst koma framúrskarandi setja-og-taka vélar í aðgerð:

• Afhendingar fyrir þætti : Hver SMD (yfirborðsmonteruður tæki) er settur inn í vélina með ruli, rörum eða öskum.
• Myndkerfis kerfi : Höfuðsamsetningar með myndavélarstýring taka upp þætti með loftþrýstingar sugu, staðfesta stefnu og tryggja stærð og gerð.
• Hraðafstaðsetning "Þeir sjálfvirk afstaðsetning haus setur hverja íhlut á nýlega smurrena PCB-kort með hraða á tímum hundruð þúsunda afstaðsetninga á klukkustund.

3. Endurhita sílfrun: Hjarta SMT tengingar

Mögulega mikilvægasta og einkennandi eiginleiki SMT-montunar, endursóttur leður er þar sem bráðabirgðirnar úr sílfrusmurrinu verða traustar, varanlegar raf- og vélbundnar tengingar.

Fasar í endurhitunarsílfrun:

• Hitastigskort eru hámarksstillt fyrir hluta og PCB gerð, til að koma í veg fyrir skemmdir á viðkvæmum SMT pakkum.
• Börðurnar fara í gegnum sjálfvirk endurhitaofn með nákvæmlega stjórnaðar hitaeðlisvísitölum.

4. Sjálfvirk ljósmyndunarinsýning (AOI) og gæðaprófanir

Þegar PCB brettin koma úr endurhitaofninum eru þau fljótt áframleidd til sjálfvirk ljósviðskoðun (AOI) stöðvar:

• AOI notyr IR-háupplausnar myndavélar til að bera hvert safnaða borð saman við forstilltar tilvísanir, og athuga hvort innfelld hluti séu á rangri stað, vantar eða eru rangri áttuð, ásamt öryggi sauldargjafa.
• Öflug AOI-kerfi greina þúsundir eiginleika á hverju borði á sekúndum, og finna galla sem eru ósjáanlegir fyrir berum augum.
• Á mörgum línum er Ljósmyndun með röntgenreyni notað fyrir mjög flókin pakkningargerðir (eins og BGAs) til að greina falda galla eins og rými, ónógfan sauld eða stuttslöngur undir pakkningunni.

Aukalegar gæðaskref

• Afmælingarprófanir: Við framleiðslu dýrmættra eða öryggisviðkvæmra PCB-sambanda, staðfestast virkni í innbyggðum eða lokaprófunarstöðum undir aðstæðum sem líkja eftir raunverulegri notkun.
• Handvirk endurskoðun: Stundum eru merktar plötu endurskoðaðar af hæfileikumáttum tæknimönnum til endurbótar eða viðbótar aðgerða.

5. Lokhreinsun og undirbúningur

Jafnvel blyfrelleg, hreinleikusömuð leðurkan getur skilið lítilsmerkjaskynjar á eftir sér. Við plötur með háa áreiðanleika (læknavörur, bílar, geimferðir), sjálfvirk hreinsun- og þurrkikerfi fjarlægja allan eftirstandandi flux eða smásmit til að koma í veg fyrir rot og leka í stefjum.

SMT-montunaraðgerðar – Yfirlitstöflur

Dæmi um verkefni: Aukning skala fyrir nútímaframleiðslu

Alheims neytendatækni framleiðandi notar SMT-línur til að framleiða PCB-spor fyrir snjallsíma. Hver lína:

• Vinnur 24/7 með lágmarks manntali
• Náir yfir 99,9% árangursprósentu á 10.000+ spjöldum á vakt
• Greinir og leysir vandamál sjálfkrafa í rauntíma, sem tryggir jafna gæði

Hlutverk mannvirkjafræðinga

Þó að SMT-montage leggi áherslu á sjálfvirknina, mannvirkjafræðingar og tæknimar eru lykilatriði fyrir:

• Forritun á pick-and-place og inspektkerfi
• Afvíkun á óvæntum ferli villur
• Hönnun nýrra töflur fyrir framleiðslu (sjá DFM, næsta kafla)

Yfirlit

Það SMT PCB samsetningarkerfi dæmir um hvernig samvinnan milli framúrskarandi tækja, strangra ferlakontrolla og sérfræðistjórnunar leiðir til nákvæmri leðingar, mjög háar útbyggingarhlutföll og frábærar vörutrausts —einkenni sem skilgreina bestu rafrænu framleiðslu dagsins í dag.

Ávinningurinn með rafrásartöflu með blandaðri tækni (SMT + THT)

Þó Yfirborðs viðfestingartækni (SMT) dominar landslag rafrænnar framleiðslu í nútímamiklu rafeindatækjagerð, Through-Hole Technology (THT) er ennþá ómissanlegt fyrir fjöldann af hár áreiðanleika eða háþrýsting verkefnum. Með því að nýta styrkleika báðra tegunda hafa verkfræðingar þróað samsett tækni PCB samsetning —blönduð aðferð sem opnar fyrir nýjar hæðir í hönnunarfleksibilitet, áreiðanleika og afköstum.

Hvað er samsett tækni PCB samsetning?

Samsett tækni PCB samsetning felur í sér raunhæfa sameiningu á SMT-íhlutir og hefðbundnum THT-hlútum á einni rakningarbretti. Þessi aðferð gerir framleiðendum kleift að nýta kosti líkamlegs minnkunar, sjálfvirkri staðsetningu og kostnaðarminnkun sMT, en samt geyma vélar ánægjuna og aflvinnslumöguleikana sem THT-hlutarnir bjóða.

Aðalþegar:

• Optimiserar pláss og afköst: Þéttar, hraðvirkar rásir og stefjur nota SMT, en erfðar og tengi notenda THT.
• Bætir áreiðanleika plötu: Lykilmikilvæg festipunktar (rafmagnstengi, relé) standast skjálfta, árekstur og endurtekin álag.
• Gerir mögulega fjölundir aðgerðir: Stuðlar við flóknar marglögug PCB uppsetningar fyrir framfarandi öutæki, loftfar, iðnaðar- og heilbrigðisforrit.

Vinnumáttur í samsettum PCB-flíkjasamsetningu

Skref-fyrir-skref samsetningarferli

Ítarleg leðrun fyrir hybrid samsetningar

• Bylgjuholdgengi: Árangursríkt fyrir stórar magni en getur sett viðkvæmar hluti undir hitálag.
• Valfrítt leður: Beint markaður hiti minnkar hættu fyrir viðkvæma eða þjöppuð uppsetningu, nauðsynlegt fyrir flókin PCB borð í bílum eða vopnakerfi.
• Pin-in-Paste aðferð: THT pinnar eða beinar eru tímabundnar settar í SMT leðurgel, og síðan leðraðar í hitaferlinu – hugsað fyrir litlar magn, sérstök framleiðslur eða prófútgáfur.

Raunverulegar umsóknir og tilvikarannsóknir

PCB fyrir bíla og iðnað

• Hnúðstýringar nota SMT örgjörvastýri og rökfræði ásamt THT tenglum og hávinnustöku reléum.
• Iðnaðarstýringarkerfi nota SMT fyrir fljófa, þéttu stefjuvegina en THT fyrir stóra klámablokka.

Læknisfræðileg tæki

• SMT gerir kleift þétt merkiúrvinnslu í flytjanlegum skjám, á meðan traustir THT-tenglar tryggja stöðugleika í umhverfum sem krefjast hárrar áreiðanleikakröfu (t.d. sjúkrabíla tækni eða innbyggð tæki).

Loftfarasvið og varnarmiðlar

• Rafmagnsplötu í flugskeytisbúnaði nota SMT til að minnka vigt og bæta upp á logíkþéttingu, en halda utan um THT fyrir nauðsynlega tengla sem verða að standast við skjálfta, álag og endurtekinn notkunartíma.

Tilfellisgreining:  PCB í lyftutæki fyrir sjúklinga sameinar SMT análog/digital úrvinnsluhliða og smásneidd varanleg efni við THT-tengla sem geta orðið undir endurtekinni hreinun og líkamlegu álagi, og sem hámarkar bæði þéttleika rafmagnshluta og öryggi.

Útskýring á hugtökum: Raftekniskipulag með blandarhnit vs. Raftekniskipulag með blandaðum merkjum

• Raftekniskipulag með blandarhnit: Notar bæði SMT og THT hluti til að ná bestu hönnun, framleiðslu og áreiðanleika.
• Raftekniskipulag með blandaðum merkjum: Inniheld bæði analógri og stafrænni rásartækni, sem oft krefst varkárri athugunar á fyrirlitningu og uppsetningu en er ekki bundið við samsetningar aðferðir.

Strategísk samruni: Af hverju hönnunarmenntarar styðja hybrid PCB

• Hönnunarkerfi: Hvert stór hlutur er valinn og settur upp þar sem hann prestar best og heldur lengst.
• Framleiðslukraftaverk: Hönnuður geta fljótt lagt fyrirliggjandi vettvangi að nýjum kröfum með því að víxla bara út nokkrum THT eða SMT hlutum.
• Viðhaldanleiki í framtíðinni: Á meðan ný SMT pakkar og THT festingar halda áfram að þróast munu PCB með blandaðri tækni haldast lögunbreytt fyrir bæði eldri vörur og nýjustu eiginleika.

Hönnun fyrir framleiðslu (DFM) í SMT og blandaðri samsetningu

Ferðin frá hugmynd til virkilega, massaframleiddra PCB er fyllt af flóknum ákvarðanum. Hönnun fyrir framleiðslu (DFM) er sett af reglum og aðferðum sem tryggja að PCB hönnun er hámarkað til að auðvelda vandlausa og kostnaðseffektíva samsetningu – sérstaklega mikilvægt fyrir hybrid plötu sem innihalda bæði Yfirborðs viðfestingartækni (SMT) og Through-Hole Technology (THT) . Í fljótuheimi raftækjaframleiðsla , tengir rétt DFM götuna milli hárar árangurs hönnunar og trausts framleiðslu.

Grunnatriði DFM í PCB samsetningu

DFM byrjar á fyrstu stigum PCB uppsetningarferlisins. Aðalmarkmiðin eru að:

• Lækka hættu á villum við samsetningu.
• Lágmarka framleiðslukostnað og tímasetningu.
• Tryggja traustan og völdugan virkni kringlulaga plötu.
• Bæta sjálfvirkni í PCB samsetningu .
• Fá einfaldari prófun og gæðastjórnun á eftirfarandi stigum.

1. PCB-lag, millibil og lykilreglur fyrir DFM

Rétt lag tryggir að hver SMT og THT hluti geti verið settur, leðurður og yfirfaren án hættu á galla eða truflunum:

• Lágmarks millibilið milli pöddu: Haldið nægju millibili milli SMT pöddu til að koma í veg fyrir leðurborg og leyfa nákvæmni hjá SPI/AOI.
• Góðs staðsetningar umhverfis holur: Fyrir blandaðar samsetningar ætti að vera nægilegt millibilið milli gegnhola og aðliggjandi SMT pöddu eða leiðbeina, með tilliti til mögulegs hitaspillunar við bylgju-/handavinnslu.
• Breidd leiðbeina og stærð gegnumleiða: Jafnvægi milli straumhaldningskrefja og tiltækra plötuflatarmáls — sérstaklega erfið á þjöppuðum, fjölaga PCB-plötum.
• Hlutarhópun: Flokkafið svipuð vörur (e.g. eftir virkni eða stærð) til að einfalda völdu-og-settu aðgerðir og yfirferð.

DFM reglulegar reglur

2. Hitastjórnunaraðferðir

SMT hönnun með mikilli þéttu áhluta – og hybrid-plötu með THT-hluta fyrir aflvinningu – krefst skynsemdar hitastjórnunar:

• Hitaeiningar: Nákvæmlega staðsett holrur með koparplötu flytja ofhita frá SMT-pakka (eins og BGAs eða afl-MOSFETs) til innri eða andstæðra plötulags.
• Koparútguð og lagnir: Breiðari leiðslur og stór koparsvæði dreifa hita, bæta hitaafleiðingu og vernd gegn EMI (rafsegultrufu).
• Hitaeðlisveitir og verndarskjöld: Fyrir hluti sem eru afkritískt mikilvægir eða nota mikið rafmagn, skal tengja saman hitaeftirlitsstöðvar eða skjölð við vélarbúnað plötu eða íhuga hitaeftirlit á hlutum á borðinu.
• Útlit pöddunga fyrir endurhreinsun: Sérstök pöddunglaga eru notuð til að stjórnun hitunar-/kælingarferls fyrir stór eða við hita viðkvæma SMD-hluti og tryggja jafnvægisselda.

4. Seldugsmaska og prentmerking

• Bryðjulykt: Maskar eru nauðsynlegir til að koma í veg fyrir samband milli pöddunga með litlum millibilum hjá SMT og veita litaskilning fyrir sjávarpnum/eftirliti með auga.
• Sýluför: Rétt merking minnkar villur við handvinnslu, styður AOI og einfaldar endurbætur eða skipting út hlutum við prófun og viðgerð PCB.

5. Uppruni hluta og tiltæki

Vel hönnuð PCB er aðeins framleidslufært ef hlutar eru tiltækir og framleiðslutímabilin passa við framleidsluþarfir.

• Kynnuð hlutalisti: Hönnuður ætti að halda sig við venjulega og víða tiltæka SMT- og THT-pakka til að lágmarka áhættu varðandi uppruna.
• Aukaþættir: Tilgreinið alltaf aukaheimildir fyrir lykilhluti til að koma í veg fyrir áreiðanleika.

6. Aðgengi við prófun og innsýn

• Prófunarpunktar: Hafið aðgengilega prófunarsvæði eða hólur fyrir inní-krets og virkni prófanir.
• AOI-Undirbúin sniðmát: Tryggðu nægilegt pláss fyrir myndavélshorn, sérstaklega í kringum þétt settar og blandaðar tækni-svæði.

Ítarlegri sjálfvirkun og innsýn í PCB framleiðslu

Sem Yfirborðs viðfestingartækni (SMT) hefur orðið fullorðin, nútíma Framleiðsla PCB umhverfi hafa breyst í háhraða, gögnum dreginn smart verksmiðjur. Sjálfvirkni í PCB samsetningu mestkannar framleiðslumagn, minnkar mannlega villur og tryggir óvenjulega samræmi. Sama tíma, sjálfvirk innspýtingartækni tryggja gæði, áreiðanleika og fylgju reglum jafnvel fyrir flóknustu töflum. Hér munum við koma í ljós helstu hlutverk sjálfvirknar kerfa og athugana í gegnum SMT og blandaðra tækni framleiðsluferli.

1. Hlutverk sjálfvirkunar í SMT framleiðslu

Sjálfvirkun er beinben framtakna PCB framleiðslu – gerir mögulega bæði stærð og nákvæmni sem handvirkt sett ekki getur náð.

Lykilsjálfvirk ferli:

• Prentun löðruleirs:  
  • Sjálfvirk prentar tryggja að hverri sæti sé gefið nákvæmlega rétt magn og mynster af lodrunarefni. Þetta minnkar tengingar eða "tombstoning" og styður minni hönnun.
• Pick-and-Place tækni:  
  • Með hraða yfir 60.000 uppsetningar á klukkutíma, les þessi vélar CAD skrár, velja smur, snúa og setja þá nákvæmlega á stað, og tryggja að stefna og tegund smurs sé rétt.
• Samstillt borð:  
  • Plötu ferðast átakalaust milli ferlagsstiga – sjálfsögð prentun, settun, reykingarferli og athugun – og minnkar þannig höndun á höndum mannsins og hættu á útborðun.
• Reykingarofnar:  
  • Sjálfvirk hitaeining tryggir samfelld leðurbandstenging fyrir hverja plötu, óháð flókið eða tegund innihelds.

2. Sjálfvirk athugun: Trygging gæða í stórum krafti

Athugun er jafn mikilvæg og settun eða leðurbandstenging. Í dag er marglaga, sjálfvirk athugun staðalur:

a. Athugun á leðurbandsefni (SPI)

• Athugar allan leðurbandsmassa eftir prentun á magni, flatarmáli og hæð.
• Greinir vandamál áður en dýr inniheld ekki eru sett.

b. Sjálfvirk myndathugun (AOI)

• Notar myndavél með háupplausn og mynsturgreiningarreiknirit.
• Athugar hvort vantar, séu missett eða rangt réttarhlutar.
• Skoðar lodunarsambönd í ljósi brúða, ónógs lodunar og „gröfusteinas“ (tombstoning).
• Hægt að setja upp eftir settingu og/eða eftir endurlögun.

c. Röntgeninspektion (AXI)

• Nauðsynleg fyrir pakka með falin sambönd eins og BGAs, QFNs og flókin örgjörv.
• Birtir innri tengingavillur, holrými og stuttslöng sem ekki eru sýnileg AOI.

d. Innraðar- og virkni prófanir

• Notar raunhliða prós til að staðfesta samfelldni, viðnámi og gildi hluta.
• Virkniprófar fylgja eftir raunverulegri rekstri tækis til að framkvæma yfirleitt sannvottun.

3. Samtímasetur og rauntímaupplýsingar

Rás Industri 4.0 tækni þýðir að flestar hámarks SMT-línur safna núll og greina ítarlegar ferligögn:

• Útkomugreining: Rauntímatölur um gæði löðrunarsmurns, nákvæmni í staðsetningu og inspektsionsútkomur benda á ávikaeðlur eða uppþróun villna áður en þær hafa áhrif á útkomu.
• Ferlafynding: Vélar geta lagfært sig sjálfar eða varað starfsmenn við breytandi aðstæður (t.d. villa við að taka upp, vélbrot í dysjum).
• Sporanleitni: Raðnúmer og 2D strikamerki á hverju PCB skila fylgni með öllum ferlisskrefjum og inspektsionsstöðvum, styðja villugreiningu og samræmi við reglugerðir í iðgreinum eins og bíla- og rúmferðaiðnaði.

Töflu: Lykilteknólogíur sjálfvirkar inspektsionar og kostir

4. Lágari kostnaður, hærri framleiðsla, frábær samræmi

• Minni endurskoðun: Ákvörðuð ákveðið greining minnkar villaframlit eftir samsetningu.
• Stuttari framleidsluhlutar: Sjálfvirkar athuganir halda línum í gangi lengur, og aðeins raunverulega defekta töflur eru merktar fyrir mannlega viðbrögð.
• Yfirborðsstaða áreiðanleiki: Strafvarlegar sjálfvirkar athuganir tryggja að töflurnar uppfylli eða fara fram yfir viðskiptavina kröfur í iðnaðar-, bíla- eða læknavævi.

5. Framtíðin: Vélfræði og spár um viðhald

Nokkrir framleiðendur í forræðlisstöðu eru að setja inn vélmennislegar reiknirit til að greina í tíutúsundir mynda af áferðastjórnun og athugun, spá fyrir um slítingu á hlutafæribúnaði, stensilvandamál eða litlum villum áður en alvarleg bilun á sér stað. Þetta leiðir til:

• Strategíur fyrir núlldefekt fyrir forrit sem krafist er fullkomnar áreiðanleika.
• Næstum fullkomin rekstur, jafnvel í PCBA-verum með háan úrvalskiptingu og háa framleiðslutölu.

Hagleg áherslur og gæðastjórnun

Þrýstingurinn til nýsjónar, minni stærðar og áreiðanleika í raftækni myndi ekki vera viðvarandi án trausts hagkerfis og strangra gæðastjórnun . Flötsettningartækni (SMT) og PCB-samsetningar með blandaðri tækni hafa mikil áhrif á báðar framleiðslukostnaður og gæði vöru , sem gerir þessa þætti nauðsynlega fyrir fyrirtæki sem leita að að halda sér keppnishæf í alglobalri raftækjagerð.

1. Kostnaðsgreining: SMT, THT og blandað samsetning

Ein af sterkustu drifjökrum fyrir SMT-notkun – og endurliggjandi afskiptum frá hefðbundnum Through-Hole Technology (THT) fyrir flest umhverfi – er frábær kostnaðareinkunn það býður bæði stórum og meðalstórum framleiðsluferlum.

Lykilkostnaðarþættir:

2. Mikilvægi gæðastjórnunar (QA)

Flækjustig og þéttleiki nútímagamals SMT PCB samsetningar þýðir að einhver villa – hversu lítil sem er – getur haft víðframtöku áhrif, frá minni afköstum til alvarlegra öryggisbrotanna. Þess vegna eru háþróaðar Gæðastjórnunarreglur innlimaðar í hverja stig:

Lög gæðastjórnunar:

• Stjórnun á ferli: Sjálfvirk athugun, rauntíma eftirlit með efnum og nákvæm hitaeinstillingar fyrir eyðingu fjarlægja flestar upphafsvillur.
• Lokaprófun og prófanir: End-of-line sjávarpgerð ljósmyndskoðun (AOI), í-rissa prófun (ICT) og stundum X-ray/AXI fyrir BGA eða hár áreiðanleikaskyni.
• Áreiðanleikaprófanir: Fyrir PCB-spor sem eru lykilhluti við verkefni (læknisfræði, bílar, loftfar), er fram kvart prófanir eins og hitakringla , umhverfisákveðin ástrengingarprófanir (ESS) , og háspennu útsetning framkvæmd.
• Sporanleg kerfi: Raðnúmer og strikamerki eyða ferlagi hverrar spreytu, tengja gæðastjórnunarárangur við tiltekna lotur eða jafnvel einstaklinga.

Hefurblandað skoðun fyrir blandaða framleiðslu (SMT + THT):

Samtökun SMT og THT krefst innbyggðra gæðastjórnunar aðgerða:

• SMT-svæði athuguð með AOI og SPI.
• THT-tengingar staðfestar með sjónrænni inspectíu eða sérhæfðum prófunartækjum.
• Valin rafmagns- eða virkni prófan á lokiðbúnaði til að tryggja örugga rekstur.

3. Gæðastýrð kostoningslækkun

Útkoma og kostnaður eru náið tengdir: Ákvörðunarauðvelt, sjálfvirk uppgötvun villna heldur villtum PCB úr kerfinu, sem spara kostnað margfeldigt miðað við að finna villur við virkni prófun, eða verri – eftir sendingu á endanotendur.

Tilvitnun: „Fyrir okkur koma stærstu sparnaður ekki frá því að skera í hornin, heldur frá því að koma í veg fyrir vandamál áður en þau komast upp. Sterk gæðastjórnunarkerfi er fjárfestning sem borgar sig með færri afturköllum, sterkari trausti viðskiptavina og frábæru heitni.“ — Linda Grayson, Framleiðslugæðastjóri, Iðnaðarstýringardeild

4. Vottun og samræmi

Sertifikat eins og ISO 9001, IPC-A-610, og iðlugreinasértækar staðlar (t.d. ISO/TS 16949 fyrir rafræn hlut hjá bílagerð, ISO 13485 fyrir læknisbúnað) eru af mikilvægi. Þeir krefjast grunndreginnar Gæðastjórnunarútmæli, ferlaskráning og áframhaldandi ferlavalkýring .

• Vottaðar línu eru nauðsynlegar fyrir viðskiptavini í regluðum iðgreinum.
• Samræmi við RoHS og blyfrelsi framleiðsla er nauðsynlegt fyrir útflutning og umhverfis ábyrgð.

5. Kostnaðarhagur skalanings og framleiðslu í miklum magni

Eftir því sem magn eykst:

• Fjármagnshlutgreiðslur verða fljótt afskráðar yfir þúsundum eða milljónum eininga.
• Hönnun og framleiðsluhönnun (DFM) verða aðalatriði; upphafleg fjármögnun í vel skipulögð skipulag gefur vaxandi arðsemi í lægri rekstrarkostnaði.
• Stór pantanir leyfa just-in-time logístík og innkaup á hlutum í stórum magni, sem minnkar efnaárangur kostnað á hverju borði.

Töflu: Kostnaðarþættur eftir framleidslumagni

8. Hagsmunaverkhrif gallamagns

Jafnvel lítið fall í útbytishlutfalli leiðir til óhlutfallslegs hækkunar á endurbótakostnaði og skartkostnaði:

Dæmi:

• 98% útbytis á 10.000 einingum = 200 þarfnast endurbóta eða skiptingar
• 92% útflutningur = 800 fyllti einingar
• Við 20 dollara endurvinnslu á einingu, þá kostar útflutningsmissun frá 98% til 92% auka $12,000í hverri lotu, sem fljótt eyðir öllum sparnaði frá „ódýrari“ framleiðslukortum sem hafa áhrif á gæði.